FR2764708A1 - IMPROVEMENTS TO REAL-TIME RADIO-SATELLITE LOCATION METHODS AND SYSTEMS, IN PARTICULAR OF THE GPS TYPE - Google Patents

IMPROVEMENTS TO REAL-TIME RADIO-SATELLITE LOCATION METHODS AND SYSTEMS, IN PARTICULAR OF THE GPS TYPE Download PDF

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Abstract

Procédé pour la localisation de points à la surface de la terre dans lequel on capte simultanément en une station de référence de coordonnées connues et sur un mobile que l'on déplace sur les points à localiser, des signaux radiofréquences émis sur deux fréquences (L1 et L2) en direction de la terre par une constellation de satellites, et on met en oeuvre un traitement d'initialisation par lequel on lève l'ambiguïté de phase sur les signaux en provenance des différents satellites observés, ainsi qu'un traitement cinématique permettant, à l'issue du traitement d'initialisation, de suivre les tours de phase des signaux pendant que le mobile se déplace, caractérisé en ce que le traitement d'initialisation met en oeuvre une détermination de coordonnées de points à partir de combinaisons de mesures de phases correspondant à deux fréquences apparentes (L4 et L5) de longueurs d'onde plus importantes que celles des fréquences d'émission (L1 et L2) de la constellation de satellites et en ce qu'on combine linéairement les mesures issues des levées d'ambiguïtés réalisées à chacune de ces deux fréquences de façon que leurs bruits s'annulent.Method for locating points on the surface of the earth in which one simultaneously picks up at a reference station of known coordinates and on a mobile which is moved to the points to be located, radiofrequency signals emitted on two frequencies (L1 and L2) in the direction of the earth via a constellation of satellites, and an initialization processing is implemented by which phase ambiguity is removed from the signals coming from the various satellites observed, as well as a kinematic processing allowing, at the end of the initialization processing, of following the phase turns of the signals while the mobile is moving, characterized in that the initialization processing implements a determination of coordinates of points from combinations of measurements of phases corresponding to two apparent frequencies (L4 and L5) of wavelengths greater than those of the emission frequencies (L1 and L2) of the constellation of satellites and in that the measurements resulting from the removal of ambiguities carried out at each of these two frequencies are linearly combined so that their noises are canceled out.

Description

La présente invention est relative à la localisation radiosatellitaire enThe present invention relates to radio localization in

temps réel d'un point àreal time from point to point

la surface du globe.the surface of the globe.

Le procédé et le système proposés par l'invention trouvent avantageusement application dans toutes les techniques nécessitant la connaissance de la position d'un mobile à la surface du globe, en trois dimensions, avec une précision centimétrique. Citons par exemple: la géodésie, la topographie, la sismique, l'hydrographie, la  The method and the system proposed by the invention advantageously find application in all the techniques requiring knowledge of the position of a mobile on the surface of the globe, in three dimensions, with centimetric precision. Let us quote for example: geodesy, topography, seismic, hydrography,

robotique...robotics ...

Pour une présentation générale des techniques de localisation radiosatellitaire et notamment des techniques GPS (Global Positionning System), on pourra avantageusement se référer à l'introduction du brevet  For a general presentation of radio localization techniques and in particular GPS techniques (Global Positioning System), one can advantageously refer to the introduction to the patent.

français de la Demanderesse publié sous le No. 2 715 230.  Applicant's French published under No. 2,715,230.

On rappelle que le système GPS émet sur deux  Remember that the GPS system transmits on two

fréquences généralement baptisées Ll et L2.  frequencies generally called L1 and L2.

La demanderesse avait proposé dans le brevet précité une technique de localisation radiosatellitaire permettant à un opérateur de réaliser des acquisitions avec une précision centimétrique, sans qu'il soit nécessaire pour lui d'effectuer préalablement au déroulement de son relevé cinématique une initialisation par une détermination statique, ni de revenir sur des points de calage, en cas de pertes des signaux satellitaires.  The applicant had proposed in the aforementioned patent a radio localization technique allowing an operator to carry out acquisitions with centimetric precision, without it being necessary for him to carry out initialization by static determination before the progress of his kinematic reading. , nor to return to calibration points, in the event of loss of satellite signals.

Les algorithmes principalement décrits corres-  The algorithms mainly described correspond to

pondaient à l'exploitation par le système de la seule fréquence L1. La phase d'initialisation incorporait un processus de convergence rapide éventuellement mis en oeuvre alors que l'opérateur et son antenne de réception se déplaçaient - qui permettait de démarrer le suivi cinématique au bout d'une durée de l'ordre de 3 à 10 minutes. Les durées de 3 à 10 minutes indiquées dans le brevet précité correspondent donc à un fonctionnement en monofréquence. L'invention décrite ici propose quant à elle une extension de ce principe qui, en utilisant de façon complètement originale les deux fréquences du système, permet de réduire à quelques secondes les temps d'initialisation, notamment, mais non limitativement, lorsque l'on met en oeuvre un algorithme de convergence du  lay at the operation by the system of the only frequency L1. The initialization phase incorporated a rapid convergence process, possibly implemented while the operator and his receiving antenna were moving - which made it possible to start kinematic monitoring after a period of the order of 3 to 10 minutes. . The durations of 3 to 10 minutes indicated in the aforementioned patent therefore correspond to a monofrequency operation. The invention described here proposes an extension of this principle which, by using in a completely original way the two frequencies of the system, makes it possible to reduce to a few seconds the initialization times, in particular, but not limitatively, when one implements a convergence algorithm of the

même type que celui décrit dans le brevet précité.  same type as that described in the aforementioned patent.

On rappelle que les fréquences d'émission L1, L2 des satellites de la constellation GPS (NAVSTAR) sont respectivement égales à 1,575.42 GHz et 1,227.60 GHz et correspondent à des longueurs d'onde de 19 cm et de  It is recalled that the emission frequencies L1, L2 of the satellites of the GPS constellation (NAVSTAR) are respectively equal to 1.575.42 GHz and 1.227.60 GHz and correspond to wavelengths of 19 cm and

24,4 cm.24.4 cm.

Pour faciliter la recherche des ambiguïtés, il est classiquement proposé d'utiliser, non pas directement les mesures de phases effectuées aux fréquences L1 et L2, mais une combinaison linéaire de ces mesures correspondant à la fréquence L3 = L1 - L2 (technique baptisée "WideLaning" selon la terminologie anglo-saxonne et bien connue de l'Homme du Métier). Cette technique offre l'avantage d'une ambiguïté beaucoup plus large (86 cm contre 19 cm pour L1), mais au détriment d'une augmentation du bruit dans un rapport encore plus important (1,9 cm en supposant un  To facilitate the search for ambiguities, it is conventionally proposed to use, not directly the phase measurements made at frequencies L1 and L2, but a linear combination of these measurements corresponding to the frequency L3 = L1 - L2 (technique called "WideLaning "according to Anglo-Saxon terminology and well known to those skilled in the art). This technique offers the advantage of a much wider ambiguity (86 cm against 19 cm for L1), but at the expense of an increase in noise in an even greater ratio (1.9 cm assuming a

bruit de 0,3 cm sur les mesures de L1 et L2).  0.3 cm noise on L1 and L2 measurements).

L'invention propose d'utiliser des combinaisons linéaires des fréquences de base L1 et L2 donnant des ambiguïtés encore beaucoup plus larges, avec un traitement permettant de compenser les bruits très élevés engendrés  The invention proposes to use linear combinations of the basic frequencies L1 and L2 giving even much wider ambiguities, with a treatment making it possible to compensate for the very high noises generated.

par ces combinaisons.by these combinations.

L'invention propose donc un procédé pour la localisation de points à la surface de la terre dans lequel on capte simultanément en une station de référence de coordonnées connues et sur un mobile que l'on déplace sur les points à localiser, des signaux radiofréquences émis sur deux fréquences (Li et L2) en direction de la terre par une constellation de satellites, et on met en oeuvre un traitement d'initialisation par lequel on lève l'ambiguïté de la phase sur les signaux en provenance des différents satellites observés, ainsi qu'un traitement cinématique permettant, à l'issue du traitement d'initialisation, de suivre les tours de phase des signaux pendant que le mobile se déplace, caractérisé en ce que le traitement d'initialisation met en oeuvre une détermination de coordonnées de points à partir de combinaisons linéaires de mesures de phases correspondant à deux fréquences apparentes de longueurs d'onde plus importantes que celles des fréquences d'émission (L1 et L2) de la constellation de satellites et en ce qu'on combine linéairement les positions issues des levés d'ambiguïtés réalisées à chacune de ces deux fréquences de  The invention therefore proposes a method for locating points on the surface of the earth in which radio frequency signals transmitted are simultaneously picked up at a reference station of known coordinates and on a mobile which is moved to the points to be located. on two frequencies (Li and L2) towards the earth by a constellation of satellites, and an initialization processing is implemented by which the ambiguity of the phase is removed on the signals coming from the various satellites observed, thus a kinematic processing allowing, at the end of the initialization processing, to follow the phase turns of the signals while the mobile is moving, characterized in that the initialization processing implements a determination of point coordinates from linear combinations of phase measurements corresponding to two apparent frequencies of wavelength greater than those of the emitting frequencies on (L1 and L2) of the constellation of satellites and in that one linearly combines the positions resulting from the ambiguity surveys carried out at each of these two frequencies of

façon que leurs bruits s'annulent.so that their noises cancel each other out.

Comme on l'aura compris, on réalise ainsi des levés d'ambiguïtés sur des signaux dont les fréquences correspondent à de grandes longueurs d'onde, mais les effets du bruit à ces fréquences sont atténués, de sorte  As will be understood, ambiguity surveys are thus carried out on signals whose frequencies correspond to long wavelengths, but the effects of noise at these frequencies are attenuated, so

que l'on dispose d'une détermination fiable.  that we have a reliable determination.

Dans l'application du principe général au système GPS, les combinaisons de phase correspondent préférentiellement aux fréquences L4 = 4L2-3L1 et L5 =  In the application of the general principle to the GPS system, the phase combinations preferentially correspond to the frequencies L4 = 4L2-3L1 and L5 =

4L1 - 5L2.4L1 - 5L2.

Les bruits engendrés par ces combinaisons sont de signe opposé et dans le rapport 1,43, de telle sorte qu'ils se trouvent compensés par les combinaisons linéaires suivantes:  The noises generated by these combinations are of opposite sign and in the ratio 1.43, so that they are compensated for by the following linear combinations:

X = (1,43 XL4 +XL5)/2,43X = (1.43 XL4 + XL5) / 2.43

Y = (1,43 YL4 +YL5)/2,43Y = (1.43 YL4 + YL5) / 2.43

Z = (1,43 ZL4 +ZL5)/2,43Z = (1.43 ZL4 + ZL5) / 2.43

o XL4, YL4, ZL4 et XL5, YL5, ZL5 sont les coordonnées déterminées pour ce point à partir des mesures de phase  o XL4, YL4, ZL4 and XL5, YL5, ZL5 are the coordinates determined for this point from phase measurements

aux fréquences L4 et L5.at frequencies L4 and L5.

Par ailleurs, on améliore considérablement la validation du résultat final en effectuant une comparaison entre, d'une part l'évolution des phases mesurées entre un instant to correspondant au début du traitement et l'instant tl courant, et d'autre part l'évolution des distances Mobile-Satellites calculées entre ces mêmes instants depuis le point à valider. Par rapport au test d'évolution des résidus décrit dans FR 2 715 230, ce test présente l'avantage de se faire sur la totalité de la mesure de phase et non seulement sur sa partie fractionnaire. Il en résulte une augmentation très  Furthermore, the validation of the final result is considerably improved by making a comparison between, on the one hand the evolution of the phases measured between an instant to corresponding to the start of the treatment and the current instant tl, and on the other hand the evolution of the Mobile-Satellite distances calculated between these same instants from the point to be validated. Compared to the residue evolution test described in FR 2 715 230, this test has the advantage of being performed on the entire phase measurement and not only on its fractional part. This results in a very

importante de la sensibilité et donc de la fiabilité.  important sensitivity and therefore reliability.

Par ailleurs encore, pour exploiter complètement les possibilités offertes par l'utilisation des deux fréquences L1 et L2, on met en oeuvre un traitement de correction du retard ionosphérique. Ce traitement s'applique dans toutes les phases du calcul: initialisation et cinématique. De manière générale, on exploite le fait que les retards ionosphériques observés sur les deux fréquences L1 et L2 sont inversement proportionnels au carré des fréquences. De la sorte, on compense l'effet de ce retard en appliquant aux positions calculées les relations suivantes:  Furthermore, in order to fully exploit the possibilities offered by the use of the two frequencies L1 and L2, a correction process for the ionospheric delay is implemented. This processing applies in all the phases of computation: initialization and kinematics. In general, we exploit the fact that the ionospheric delays observed on the two frequencies L1 and L2 are inversely proportional to the square of the frequencies. In this way, the effect of this delay is compensated for by applying to the calculated positions the following relationships:

X = (1,65XL1-XL2)/0,65X = (1.65XL1-XL2) / 0.65

Y = (1,65YL1-YL2)/0,65Y = (1.65YL1-YL2) / 0.65

Z = (1,65ZL1-ZL2)/0,65.Z = (1.65ZL1-ZL2) / 0.65.

o XL1, YL1, ZL1 et XL2, YL2, ZL2 sont les coordonnées calculées à partir des mesures de phase réalisées aux  o XL1, YL1, ZL1 and XL2, YL2, ZL2 are the coordinates calculated from the phase measurements made at

fréquences Li et L2.frequencies Li and L2.

Le même principe est applicable au calcul des résidus. L'originalité de ce calcul est qu'il s'applique  The same principle is applicable to the calculation of residues. The originality of this calculation is that it applies

sur les résultats, et non sur les mesures.  on results, not on measures.

D'autres caractéristiques et avantages de  Other features and benefits of

l'invention ressortiront encore de la description qui  the invention will become more apparent from the description which

suit. Cette description est purement illustrative et non  follows. This description is purely illustrative and not

limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un système conforme à un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une représentation par schéma bloc du traitement que réalise le procédé conforme à un  limiting. It should be read with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic representation of a system according to an embodiment of the invention; - Figure 2 is a block diagram representation of the processing performed by the method according to a

mode de mise en oeuvre possible de l'invention.  possible mode of implementation of the invention.

Le système de localisation qui a été représenté sur la figure 1 comporte principalement une station fixe 1 placée en un point de coordonnées connues et un mobile 2 qu'un opérateur déplace sur les points que l'on veut localiser. La station 1 et le mobile 2 sont chacun munis de moyens 3 pour la réception des signaux émis par les satellites GPS de la constellation NAVSTAR. Ces moyens 3 sont classiquement connus de l'Homme du Métier et comportent notamment une antenne de réception GPS, ainsi  The location system which has been shown in FIG. 1 mainly comprises a fixed station 1 placed at a point of known coordinates and a mobile 2 which an operator moves to the points which it is desired to locate. The station 1 and the mobile 2 are each provided with means 3 for the reception of the signals transmitted by the GPS satellites of the constellation NAVSTAR. These means 3 are conventionally known to those skilled in the art and in particular comprise a GPS reception antenna, as well

que des moyens pour la démodulation du signal.  only means for signal demodulation.

La station de base 1 comporte également des moyens 4 pour émettre en radiofréquence des informations  The base station 1 also includes means 4 for radiofrequency transmitting information

destinées au mobile 2.for mobile 2.

Le mobile 2 est pourvu de moyens récepteurs 5 pour la réception des informations envoyées par les moyens  The mobile 2 is provided with receiving means 5 for receiving the information sent by the means

d'émission 4 de la station 1.4 from station 1.

Les moyens de réception 3 de la station 1 et du mobile 2 relèvent la phase de la porteuse des signaux reçus en provenance de chaque satellite observé. Les données ainsi reçues par la station 1 sont transmises au  The reception means 3 of the station 1 and of the mobile 2 record the carrier phase of the signals received from each satellite observed. The data thus received by station 1 are transmitted to the

mobile 2 par les moyens d'émission 4.  mobile 2 by the transmission means 4.

La station de base 1 n'effectue aucun calcul et se contente de retransmettre les signaux qu'elle reçoit au  The base station 1 does not carry out any calculation and is content to retransmit the signals which it receives at the

mobile 2.mobile 2.

Les différences de phase entre, d'une part, les signaux reçus à la station de base 1 et, d'autre part, les signaux reçus au mobile 2, sont traitées, ainsi que cela va maintenant être décrit par une unité U que présente le mobile 2, de façon à lever les ambiguïtés de phase et à ainsi déterminer la position du mobile 2, connaissant la position de la station de base 1 ainsi que les  The phase differences between, on the one hand, the signals received at the base station 1 and, on the other hand, the signals received at the mobile 2, are treated, as will now be described by a unit U which presents the mobile 2, so as to remove the phase ambiguities and thus determine the position of the mobile 2, knowing the position of the base station 1 as well as the

éphémérides des satellites observés.  ephemeris of the satellites observed.

Le mobile 2 présente des moyens d'affichage 2a auxquels les coordonnées calculées sont transmises. Il comporte également des moyens pour la mémorisation de ces coordonnées ainsi qu'un clavier (non représenté) permettant à l'opérateur, lorsque l'antenne a été placée sur un point à repérer, de commander le stockage en  The mobile 2 has display means 2a to which the calculated coordinates are transmitted. It also includes means for memorizing these coordinates as well as a keyboard (not shown) allowing the operator, when the antenna has been placed on a point to be located, to control the storage in

mémoire des coordonnées calculées affichées.  memory of the calculated coordinates displayed.

Le traitement que réalise l'unité U se déroule  The processing carried out by unit U takes place

selon l'organigramme représenté sur la figure 2.  according to the flowchart shown in Figure 2.

Dans une première étape (étape 6), l'unité U  In a first step (step 6), the unit U

vérifie la qualité des signaux radiosatellitaires reçus.  checks the quality of the radio signals received.

Lorsque les informations ne sont pas suffisantes,  When there is not enough information,

un message 7 est affiché sur les moyens 2a du mobile 2.  a message 7 is displayed on the means 2a of the mobile 2.

Si par contre les informations sont suffisantes, l'unité U met en oeuvre un traitement d'initialisation  If on the other hand the information is sufficient, the unit U implements an initialization processing

rapide 8, puis un traitement de suivi cinématique 9.  fast 8, then kinematic follow-up processing 9.

Le traitement 8 comporte trois étapes principales consistant: - en la détermination d'une position inambiguë approchée (étape 10); - en un traitement de recalage sur une position précise (étape 11);  The processing 8 comprises three main steps consisting: - in determining an approximate unambiguous position (step 10); - in a registration process on a precise position (step 11);

- en des tests de validité (étape 12).  - in validity tests (step 12).

Dans l'étape 10, on met en oeuvre un traitement de détermination d'une position approchée inambiguë, en combinant l'utilisation de triples différences de phase aux fréquences Li et L2 et celle des pseudodistances extraites des mesures faites sur les codes "P", bien connus de l'Homme du Métier. Cette étape corrige les résultats de l'effet de la correction ionosphérique selon  In step 10, a process for determining an unambiguous approximate position is implemented, by combining the use of triple phase differences at frequencies Li and L2 and that of the pseudodistances extracted from the measurements made on the "P" codes. , well known to those skilled in the art. This step corrects the results of the ionospheric correction effect according to

le procédé décrit ci-dessus.the process described above.

Dans l'étape 11, on met en oeuvre le processus de recalage par convergence rapide correspondant aux traitements décrits dans le brevet de la Demanderesse FR-  In step 11, the rapid convergence registration process is implemented corresponding to the treatments described in the patent of the Applicant FR-

2-715-230, auquel on pourra avantageusement se reporter.  2-715-230, which can advantageously be referred to.

Toutefois le processus est d'abord mis en oeuvre, non plus sur la fréquence L1 comme décrit dans le brevet précité, mais en utilisant des combinaisons linéaires des fréquences L1 et L2 donnant deux fréquences apparentes L4 et L5 de longueur d'ondes beaucoup plus grandes. Les combinaisons linéaires choisies, 4L2 - 3L1 et 4L1 - 5L2, correspondent à des longueurs d'onde de 1,64 m pour L4 et 1,83 m pour L5, qui engendrent une amplification des bruits de 12,9 cm sur L4, 18,5 cm sur L5, avec une hypothèse de 3 mm sur L1 et 4 mm sur L2. Au lieu d'utiliser directement les résultats de positions L4 et L5 entachées de ces bruits très élevés, on utilise une combinaison linéaire spécifique qui permet de réduire à  However, the process is first implemented, no longer on the frequency L1 as described in the aforementioned patent, but by using linear combinations of the frequencies L1 and L2 giving two apparent frequencies L4 and L5 of much longer wavelength . The linear combinations chosen, 4L2 - 3L1 and 4L1 - 5L2, correspond to wavelengths of 1.64 m for L4 and 1.83 m for L5, which generate an amplification of noise of 12.9 cm on L4, 18 , 5 cm on L5, with an assumption of 3 mm on L1 and 4 mm on L2. Instead of directly using the results of positions L4 and L5 marred by these very high noises, a specific linear combination is used which makes it possible to reduce to

peu près complètement le bruit.almost completely noise.

Avec les valeurs précitées pour L4 et L5, les bruits engendrés sur les mesures de phase sur L4 et sur  With the aforementioned values for L4 and L5, the noises generated on the phase measurements on L4 and on

L5 sont de signes contraires, et dans le rapport 1,43.  L5 have opposite signs, and in the ratio 1.43.

Si l'on appelle XL4, YL4, ZL4 et XL5, YL5, ZL5 les coordonnées des points déterminés sur les mesures de phase sur L4 et L5, un point résultant non biaisé est donné par-:  If one calls XL4, YL4, ZL4 and XL5, YL5, ZL5 the coordinates of the points determined on the phase measurements on L4 and L5, a resulting point without bias is given by:

X = (1,43 XL4 +XL5)/2,43X = (1.43 XL4 + XL5) / 2.43

Y = (1,43 YL4 +YL5)/2,43Y = (1.43 YL4 + YL5) / 2.43

Z = (1,43 ZL4 +ZL5)/2,43Z = (1.43 ZL4 + ZL5) / 2.43

Le traitement qui vient d'être décrit permet d'initialiser la position calculée pour le mobile en un temps très rapide (de quelques secondes à dizaines de  The processing which has just been described makes it possible to initialize the position calculated for the mobile in a very rapid time (from a few seconds to tens of

secondes pour une fiabilité de 99,9 %).  seconds for 99.9% reliability).

Les valeurs données précédemment pour les fréquences L4 et L5 sont des valeurs adaptées pour le système GPS, toutefois d'autres valeurs peuvent bien  The values given previously for the frequencies L4 and L5 are values suitable for the GPS system, however other values may well

entendu être envisagées.heard be considered.

A la fin de cette phase d'initialisation, on détermine un point recalé en mettant en oeuvre la technique de correction de l'effet des erreurs ionosphériques. On sait en effet que le retard ionosphérique est inversement proportionnel au carré de la fréquence de travail. Il en résulte que les retards ionosphériques entre deux fréquences sont liés dans un rapport donné, qui est par exemple de 1,65 pour les retards entre L2 et L1. Aux grandes distances (c'est-à-dire supérieures à km), c'est en général le retard ionosphérique qui est  At the end of this initialization phase, a recalibrated point is determined by implementing the technique of correcting the effect of ionospheric errors. We know that the ionospheric delay is inversely proportional to the square of the working frequency. As a result, the ionospheric delays between two frequencies are linked in a given ratio, which is for example 1.65 for the delays between L2 and L1. At great distances (i.e. greater than km), it is generally the ionospheric delay which is

la cause principale de l'erreur.the main cause of the error.

Lorsque c'est le cas, l'observation des erreurs résiduelles des calculs réalisés à deux fréquences, une fois levées les ambiguïtés sur ces deux fréquences, montre une proportionnalité des écarts. Par exemple:  When this is the case, the observation of the residual errors of the calculations made at two frequencies, once the ambiguities on these two frequencies have been removed, shows a proportionality of the deviations. For example:

6XL2 = 1,65.6XL16XL2 = 1.65.6XL1

ÈYL2 = 1,65.5YL1ÈYL2 = 1,65.5YL1

ÈZL2 = 1,65.8ZL1ÈZL2 = 1.65.8ZL1

En outre, les résidus observés sur chaque  In addition, the residues observed on each

satellite sont dans le même rapport. Du fait de la non-  satellite are in the same report. Due to the non

correction des erreurs ionosphériques en amont, ces résidus peuvent être élevés, au point de perturber les tests de cohérence. Mais lorsque les résidus sont élevés du fait du retard ionosphérique, le résidu composite Res = (,65*ResLl-ResL2)/0,65 o ResL1 et ResL2 sont respectivement les résidus sur Ll  correction of ionospheric errors upstream, these residues can be high, to the point of disturbing the consistency tests. But when the residues are high due to the ionospheric delay, the composite residue Res = (, 65 * ResLl-ResL2) / 0.65 o ResL1 and ResL2 are respectively the residues on Ll

et L2, est effectivement nul.and L2, is effectively zero.

Les tests de résidus de l'étape 15 ou mis en oeuvre lors des déterminations cinématiques sont par conséquent préférentiellement mis en oeuvre avec de tels résidus composites, qui sont exploitables pour les tests de cohérence des lignes de position, même lors de fortes perturbations ionosphériques. La mise en oeuvre de cette technique permet l'exploitation du système à des distances bien supérieures aux 10 km habituellement  The residue tests of step 15 or implemented during kinematic determinations are therefore preferably implemented with such composite residues, which can be used for consistency tests of position lines, even during strong ionospheric disturbances. The implementation of this technique allows the operation of the system at distances far greater than 10 km usually

considérés comme une limite maximum.  considered a maximum limit.

A l'issue de la détermination des points approchés, puis recalés par les traitements des étapes 10 et 11, on met en oeuvre dans l'étape 12 des tests de validité, et notamment un test 13 de contrôle des résidus (également appelé test de cohérence) semblable à celui décrit dans FR 2 715 230, ainsi qu'un test 14 sur l'évolution comparée des mesures et des distances  At the end of the determination of the approached points, then readjusted by the treatments of stages 10 and 11, one implements in stage 12 tests of validity, and in particular a test 13 of control of the residues (also called test of consistency) similar to that described in FR 2 715 230, as well as a test 14 on the comparative evolution of the measurements and the distances

calculées depuis la position à valider.  calculated from the position to be validated.

Dans ce test 14, on met en oeuvre une comparaison entre d'une part l'évolution des phases mesurées en un instant tO correspondant au début de traitement et un instant tl courant et d'autre part l'évolution des distances théoriques mobiles-satellites entre ces mêmes instants. L'identité entre les deux évolutions n'est en  In this test 14, a comparison is implemented between on the one hand the evolution of the phases measured at an instant t0 corresponding to the start of processing and a current instant tl and on the other hand the evolution of the theoretical mobile-satellite distances between these same moments. The identity between the two developments is not

effet vérifiée qu'au point vrai.effect verified only to the point.

Ainsi, le test de validité prend en compte non seulement les parties fractionnaires des phases d'émission mais également leur nombre de tours, ce qui le rend beaucoup plus sensible et permet en outre de détecter les sauts de tours qui auraient pu intervenir sur l'une ou l'autre des distances mesurées entre  Thus, the validity test takes into account not only the fractional parts of the transmission phases but also their number of turns, which makes it much more sensitive and also makes it possible to detect the jumps of turns which could have intervened on the either of the distances measured between

l'instant initial et l'instant courant.  the initial instant and the current instant.

Lors de la phase cinématique (étape 9), on  During the kinematic phase (step 9), we

calcule un point à l'aide des seules fréquences Ll et L2.  calculates a point using only the frequencies L1 and L2.

Les tests de validation de la position du suivi cinématique reprenant, à chaque pas de calcul, ceux de l'étape 12 pour ce qui concerne les tests sur les contrôles des résidus et les tests de contrôle  The validation tests of the position of the kinematic follow-up repeating, at each calculation step, those of step 12 as regards the tests on the residue controls and the control tests

d'évolution de phase.phase evolution.

Egalement, dans cette phase cinématique, la détermination des coordonnées de position faites sur Ll et L2 est obtenue en calculant les coordonnées X, Y, Z à partir des relations:  Also, in this kinematic phase, the determination of the position coordinates made on L1 and L2 is obtained by calculating the coordinates X, Y, Z from the relationships:

X = (1,65 XL1-XL2)/0,65X = (1.65 XL1-XL2) / 0.65

Y = (1,65YL1-YL2)/0,65Y = (1.65YL1-YL2) / 0.65

z = (1,65ZL1-ZL2)/0,65 tenant ainsi compte de l'effet des erreurs ionosphériques. Dans ces expressions XL1, YL1, ZL1 et XL2, YL2, ZL2 sont les coordonnées déterminées sur les  z = (1.65ZL1-ZL2) / 0.65, thus taking into account the effect of ionospheric errors. In these expressions XL1, YL1, ZL1 and XL2, YL2, ZL2 are the coordinates determined on the

mesures de phase observées sur Ll et L2.  phase measurements observed on L1 and L2.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour la localisation de points à la surface de la terre dans lequel on capte simultanément en une station de référence de coordonnées connues et sur un mobile que l'on déplace sur les points à localiser, des signaux radiofréquences émis sur deux fréquences (L1 et L2) en direction de la terre par une constellation de satellites, et on met en oeuvre un traitement d'initialisation par lequel on lève l'ambiguïté de la phase sur les signaux en provenance des différents satellites observés, ainsi qu'un traitement cinématique permettant, à l'issue du traitement d'initialisation, de suivre les tours de phase des signaux pendant que le mobile se déplace, caractérisé en ce que le traitement d'initialisation met en oeuvre une détermination de coordonnées de points à partir de combinaisons linéaires de mesures de phases correspondant à deux fréquences apparentes (L4 et L5) de longueurs d'onde plus importantes que celles des fréquences d'émission (L1 et L2) de la constellation de satellites et en ce qu'on combine linéairement les positions issues des levés d'ambiguïtés réalisées à chacune de ces deux fréquences de façon que  1. A method for locating points on the surface of the earth in which radio frequency signals emitted on two frequencies are simultaneously picked up at a reference station of known coordinates and on a mobile which is moved to the points to be located. L1 and L2) towards the earth by a constellation of satellites, and an initialization processing is carried out by which the phase ambiguity is removed from the signals from the different satellites observed, as well as a processing kinematics allowing, at the end of the initialization processing, to follow the phase turns of the signals while the mobile is moving, characterized in that the initialization processing implements a determination of point coordinates from combinations linear phase measurements corresponding to two apparent frequencies (L4 and L5) of longer wavelengths than those of the emission frequencies (L1 and L2) of the constellation of satellites and in that one linearly combines the positions resulting from the ambiguity surveys carried out at each of these two frequencies so that leurs bruits s'annulent.their noises vanish. 2. Procédé de radiolocalisation GPS selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mesures de phase sont réalisées aux fréquences L4=4L2-3L1 et L5=4L1-5L2, o L1 et L2 sont les deux fréquences d'émission GPS, et en ce qu'on calcule les coordonnées non bruitées X, Y, Z d'un point par:  2. GPS radiolocation method according to claim 1, characterized in that the phase measurements are performed at frequencies L4 = 4L2-3L1 and L5 = 4L1-5L2, where L1 and L2 are the two GPS transmission frequencies, and in what we calculate the noiseless coordinates X, Y, Z of a point by: X = (1,43 XL4 +XL5)/2,43X = (1.43 XL4 + XL5) / 2.43 Y = (1,43 YL4 +YL5)/2,43Y = (1.43 YL4 + YL5) / 2.43 Z = (1,43 ZL4 +ZL5)/2,43Z = (1.43 ZL4 + ZL5) / 2.43 o XL4, YL4, ZL4 et XL5, YL5, ZL5 sont les coordonnées déterminées pour ce point à partir des mesures de phase  o XL4, YL4, ZL4 and XL5, YL5, ZL5 are the coordinates determined for this point from phase measurements aux fréquences L4 et L5.at frequencies L4 and L5. 3. Procédé selon l'une des revendications  3. Method according to one of claims précédentes, caractérisé en ce que lors du traitement d'initialisation ou lors du traitement cinématique, on met en oeuvre un test de validité de la position qui réalise une comparaison entre d'une part l'évolution des phases mesurées entre un instant tO correspondant au début du traitement et l'instant tl courant et d'autre  above, characterized in that during the initialization processing or during the kinematic processing, a position validity test is carried out which performs a comparison between on the one hand the evolution of the phases measured between an instant t0 corresponding to the start of treatment and instant tl current and other part l'évolution des distances théoriques mobiles-  share the evolution of the theoretical mobile distances- satellites calculées entre ces mêmes instants depuis le  satellites calculated between these same moments since the point à valider.point to validate. 4. Procédé selon l'une des revendications  4. Method according to one of claims précédentes, caractérisé en ce que lors du traitement d'initialisation et lors du traitement cinématique, on met en oeuvre un traitement de correction du retard  above, characterized in that during the initialization processing and during the kinematic processing, a delay correction processing is implemented ionosphérique appliqué sur les positions calculées.  ionospheric applied to the calculated positions. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on calcule des résidus ResLi, ResLj sur des mesures de phases à deux fréquences Li et Lj et en ce qu'on calcule également un résidu composite: Res = (X*ResLi-ResLj)/(X-1) o X est le rapport des retards ionosphériques entre les  5. Method according to claim 4, characterized in that one calculates residues ResLi, ResLj on phase measurements at two frequencies Li and Lj and in that one also calculates a composite residue: Res = (X * ResLi- ResLj) / (X-1) o X is the ratio of ionospheric delays between the fréquences Lj et Li.frequencies Lj and Li. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors du suivi cinématique, on détermine les coordonnées X, Y, Z d'un point en calculant:  6. Method according to claim 4, characterized in that during kinematic monitoring, the coordinates X, Y, Z of a point are determined by calculating: X = (1,65XL1-XL2)/0,65X = (1.65XL1-XL2) / 0.65 Y = (1,65YL1-YL2)/0,65Y = (1.65YL1-YL2) / 0.65 Z = (1,65ZL1-ZL2)/0,65.Z = (1.65ZL1-ZL2) / 0.65. o XL1, YL1, ZL1 et XL2, YL2, ZL2 sont les coordonnées correspondant aux mesures de phase réalisées aux  o XL1, YL1, ZL1 and XL2, YL2, ZL2 are the coordinates corresponding to the phase measurements carried out at fréquences Ll et L2.frequencies L1 and L2.
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